(57)【要約】【課題】  コンパクトに形成されると共に座面圧力が均一化される部材の締結構造を提供する。【解決手段】  ナット５の軸平面においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９と被締結部材１の座面１０との距離Ｒが均一になるように構成する。これにより、座面１０に作用される圧力分布が均一化されて、座面圧力が集中することによる座面１０のへたりが防止されてナット５の緩みが抑制される。また、座面１０に作用される圧力分布が均一化されることにより、ナット５と座面１０との接触面積を最大限に利用して効率的に座面圧力を分散させることができるため、最小のスペースで済ませることが可能になり、また高さ寸法も低く抑えられるため、締結構造がコンパクトに構成される。【選択図】  図１
2006189077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、前記ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合される前記ナットのねじ山と前記座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする部材の締結構造。
【請求項２】
前記ナットは、前記接触面が、軸平面において前記ボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な曲面によって形成されることを特徴とする部材の締結構造。
【請求項３】
前記ナットは、前記接触面が、軸平面において前記ボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な前記曲面に近似させた外円錐面によって形成されることを特徴とする請求項２に記載の部材の締結構造。
【請求項４】
被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、前記ナットの接触面が前記ナットに装着される座金に設けられて、前記ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合される前記ナットのねじ山と前記座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする部材の締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結構造に関して、特に、ナットを含んで構成される部材の締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム合金等の非鉄材料の部材をナットを締め付けて締結させる場合には、部材のナット着座面（以下、単に座面と称する。）に作用される圧力（以下、座面圧力と称する。）を許容圧力以下にして、当該部材のへたりによるナットの緩みを防止する必要がある。そこで、フランジ付きナットのフランジ径を延長することで、部材とナットとの接触面積を拡大して座面圧力を低下させることが従来から行われていた。しかしながら、フランジ付きナットのフランジ径を延長させた場合には、ナットの軸心からの距離が小さい部位ほど座面圧力が大きくなることから、部材の座面に作用される圧力分布が不均一になる。したがって、フランジ付きナットを用いた場合には座面圧力を効率的に分散させることが困難であり、最大座面圧力を許容圧力以下にするためにはフランジ径をより大きく形成する必要がある。
【０００３】
このため、フランジ付きナットを用いた場合には、フランジが大型化されて締結構造が大型化、且つ重量化されると共に、フランジ径に応じた座面スペースを要することで設計の自由度が著しく縮小される。また、部材とナットとの接触面積が拡大された場合であっても、依然として座面圧力が集中して部分的に許容圧力を越える虞がある。そこで、フランジ付きナットのフランジ厚さを厚く形成すると共に該フランジの内側に直径がボルトの外径よりも大きい穴を形成した、所謂スカートナットが従来から知られている。該スカートナットでは、当該ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山（以下、第１のねじ山と称する。）と座面との距離の較差が小さくなるため、座面圧力が座面に略均一に作用される。しかしながら、上記スカートナットでは、第１のねじ山と座面との距離の較差をより小さくするためには、第１のねじ山と座面との距離を十分にとる必要がある。
【０００４】
したがって、上記スカートナットでは、締結構造の高さ寸法、並びに重量が大きくなるため、用途が限られる。そこで、ナットの接触面が外球面によって形成されると共に部材の座面がナットの接触面に整合させた内球面によって形成された部材の締結構造が従来からある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この締結構造では、フランジ付きナットを用いる場合と比較すると、ナットの第１のねじ山と座面との距離の較差が小さくなるが、ナットの外球面の中心（球の中心）が当該ナットの軸心上にあるため、依然としてナットの第１のねじ山と座面との距離の較差があり、座面圧力が集中して部分的に許容圧力を越える虞がある。
【特許文献１】特開平９−１１７０１号公報（段落番号００１８〜００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コンパクトに形成されると共に座面圧力が均一化される部材の締結構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるナットのねじ山と座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の部材の締結構造において、ナットは、接触面が、軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な曲面によって形成されることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の部材の締結構造において、ナットは、接触面が、軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な曲面に近似させた外円錐面によって形成されることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項４に記載の発明は、被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、ナットの接触面がナットに装着される座金に設けられて、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるナットのねじ山と座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする。
【０００８】
したがって、請求項１及び４に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の座面との距離が均一になる。
請求項２に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の曲面によって形成された座面との距離が均一になる。
請求項３に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の外円錐面によって形成された座面との距離が略均一になる。
【発明の効果】
【０００９】
コンパクトに形成されると共に座面圧力が均一化される部材の締結構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１に示されるように、本部材の締結構造は、重ね合わされた被締結部材１，２を貫通するボルト挿通孔３にボルト４が挿通されて、該ボルト４に螺合されたナット５が締め付けられて上記被締結部材１，２が締結される。図２に示されるように、上記ナット５は、軸心方向（図２における紙面視上下方向）の一側（図２における紙面視下側）に、被締結部材１に接触される接触部６が形成されており、該接触部６の頂部には、当該ナット５と同一軸心上に、ボルト４を挿通可能な内径寸法を有する所定深さのザグリ７が形成される。また、上記ナット５は、上記接触部６の接触面８が、ナット５の軸平面上においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９（なお、上記ナット５に螺設されるねじは一条ねじであるため、当該ナット５のねじを平面に展開するとねじ山９は一本であるが、便宜上、ナット５の軸平面上においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９を、以下、第１のねじ山９と称する。）を中心Ｏとする半径Ｒの円Ｃをナット５の軸心回りに回転させて得られる曲面を含んで形成される。
【００１１】
そして、図１に示されるように、上記被締結部材１には、上記ナット５の接触部６の接触面８に整合させた曲面を有する凹状の座面１０が形成される。なお、上述したように、本部材の締結構造では、上記ナット５の接触部６の接触面８が、ナット５の軸平面上において第１のねじ山９を中心Ｏとする半径Ｒの円Ｃをナットの軸心回りに回転させて得られる曲面を含んで形成されるが、上記円Ｃの中心Ｏが、上記第１のねじ山９の受圧側（図２における紙面視上側）の面９ａ上のナット５の軸心からの距離がナット５のねじのピッチ円半径の寸法と等しい位置に設定される。また、上記ナット５の軸平面は、第１のねじ山９が、一条のねじの開始部になるようにナット５の軸心回りに角度位相が設定される。また、上記被締結部材１はアルミニウム合金によって形成されて、上記被締結部材２はスチールによって形成される。
【００１２】
次に、本部材の締結構造の作用を説明する。まず、ボルト４が、被締結部材１，２のボルト挿通孔３に被締結部材２の側（図１における紙面視下側）から挿通される。次に、被締結部材１，２を貫通させたボルト４にナット５が螺合されて、当該ナット５の接触部６の接触面８が被締結部材１の座面１０に接触（嵌合）される。そして、ボルト４に螺合させたナット５が所定の締め付けトルクで締め付けられることにより、当該ボルト４に軸力が生じて、該軸力によって被締結部材１，２が締結される。この状態では、ナット５の軸平面上において、ナット５の第１のねじ山９（ボルト４とナット５との間の作用点。本実施の形態では、図２における円Ｃの中心Ｏ。）と座面１０との距離Ｒが均一であるため、座面１０における面圧分布が均一化される。そして、本部材の締結構造では、ナット５の軸心回りの全ての軸平面においても、ボルト４が最初に螺合されるねじ山９と座面１０との距離Ｒが均一であるため、座面１０における面圧分布が均一化される。
【００１３】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本部材の締結構造では、ナット５の軸平面においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９と被締結部材１の座面１０との距離Ｒが均一になるように構成されるので、座面１０に作用される圧力分布が均一化される。したがって、座面圧力が集中することによる座面１０のへたりが防止されてナット５の緩みが抑制される。また、座面１０に作用される圧力分布が均一化されることにより、ナット５と座面１０との接触面積を最大限に利用して効率的に座面圧力を分散させることができるため、最小のスペースで済ませることが可能になり、また高さ寸法も低く抑えられるため、締結構造がコンパクトに構成される。
【００１４】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本部材の締結構造では、ナット５の接触面８が、当該ナット５の軸平面上においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９を中心Ｏとする半径Ｒの円Ｃをナットの軸心回りに回転させて得られる曲面によって形成されるが、図３に示されるように、該曲面に近似させた外円錐面によってナット５の接触面８を形成して、座面１０を該接触面８に整合させて形成するように構成してもよい。
この場合においても、ナット５の軸平面においてボルト４が最初に螺合されるねじ山９と被締結部材１の座面１０との距離Ｒが略均一になるため、座面１０に作用される圧力分布が略均一化される。また、接触面８が曲面によって形成される場合と比較して、製造が容易であるため製造コストが削減される。
【００１５】
本部材の締結構造では、ナット５に形成された接触部６に接触面８が形成されるが、図４に示されるように、ナット５に軸部１１を形成して、該軸部１１に装着される座金１２に接触面８を形成するように構成してもよい。
この場合、必要に応じて、異なる形状の接触面８を有する座金１２を用いることで、１つのナット５を多用な形状の座面１０に対応させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本部材の締結構造の説明図である。
【図２】本部材の締結構造に用いられるナットの説明図である。
【図３】他の実施の形態を示す説明図であって、特に、接触面が外円錐面によって形成されるナットを示す図である。
【図４】他の実施の形態を示す説明図であって、特に、接触面が形成された座金がナットに装着された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，２  被締結部材、５  ナット、８  接触面、９  ねじ山、１０  座面、１２  座金
【図１】
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【図２】
2006189077.tif 000004
【図３】
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【図４】
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